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    2021混凝土科學技術獎
    【科技進步類】二等獎:裝配式預應力混凝土疊合樓蓋體系關鍵技術研究與應用
    時間:2022-04-12    來源:CCPA科技工作部    分享:
    該項目成果促進了大跨度裝配式預應力混凝土疊合板樓蓋技術在國內的發展,對該類疊合板樓蓋設計使用具有重要參考價值,在完善裝配式建筑結構體系方面起了重要作用。

    2021年度中國混凝土與水泥制品協會

    混凝土科學技術獎?科技進步類

    項目展示


    2021年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發明類”1項、“技術革新類”16項。


    二等獎項目

    裝配式預應力混凝土疊合樓蓋體系關鍵技術研究與應用




    主要完成單位:中建科技集團有限公司、中建科技(深汕特別合作區)有限公司

    主要完成人:鐘志強、王洪欣、孫占琦、樊則森、馮偉東、周臻徽、張佳琳、唐偉、楊超、蔣杰、祝傳新




    評審委員會評語

    • 成果完成單位針對預制裝配式混凝土結構中常規樓蓋在大跨度結構使用中存在施工工藝復雜、工期長、生產效率和標準化程度低等問題,開發了《裝配式預應力混凝土疊合樓蓋體系關鍵技術研究與應用》科技成果。該成果創造性地研發了高性能預應力混凝土疊合樓蓋體系,完善了我國預制裝配式混凝土結構的結構體系。

    • 該項目成果促進了大跨度裝配式預應力混凝土疊合板樓蓋技術在國內的發展,對該類疊合板樓蓋設計使用具有重要參考價值,在完善裝配式建筑結構體系方面起了重要作用。



    項目概況


    為了推進建筑業轉型升級,我國近年來積極推行新型建筑工業化,從設計標準化、生產工廠化、施工機械化和管理科學化入手,大力發展裝配式建筑和預制構件產業。在此基礎上,國內自主創新并引進國外先進技術,研制出很多樓蓋體系,常見的有普通桁架筋疊合板體系、疊合梁與現澆樓板體系、預應力鋼管桁架筋疊合板體系等。這些樓蓋體系雖然滿足了現階段各地裝配式建筑評價標準的要求,但未能充分發揮預制疊合結構在設計、生產、施工中的優點,尤其是預應力技術的優點,導致設計復雜,生產效率低,安裝效率低,成型質量差,造價也大大高于傳統現澆樓蓋,不利于新型建筑工業化的推進。

    針對當前常見樓蓋體系存在的問題,結合國家大力發展新型建筑工業化和裝配式建筑的政策背景,項目科研團隊深入研究了預應力帶肋混凝土疊合板、大跨度預應力混凝土空心板和重載大跨度預應力混凝土雙T板的應用技術,形成了相應的設計、生產、施工成套關鍵技術,為不同跨度、不同荷載、不同使用功能情況下對裝配式建筑預應力疊合樓蓋的設計及應用提供了技術支撐;通過有限元數值模擬分析、結構承載力試驗和相關構件的耐火性能檢測,驗證了先張法預制預應力疊合樓蓋在正常使用狀態下的性能和火災狀態下的安全性,開拓了先張法預制預應力疊合樓蓋在高層建筑中的應用;優化了適用于預應力帶肋混凝土疊合板和預應力混凝土空心板的長線法生產的工藝技術,設計了可移動自持力模臺的預應力混凝土雙T板生產線,提高了生產效率,降低了生產成本;發展了三種預應力混凝土疊合樓蓋的施工工法,取得了免支模、免支撐或少支撐、施工效率高的效果。



    主要創新點



    1.預應力疊合樓蓋結構設計關鍵技術的研究

    通過理論分析、數值模擬,綜合考慮了施工過程短暫受力和使用過程中的永久受力情況,歸納總結結構設計關鍵技術,將預應力帶肋混凝土疊合板、預應力混凝土空心板兩種樓蓋體系的設計方法編制成計算軟件,為這兩種板型提供了可靠合理、高效便捷的程序化、數字化的設計方式。經過構件受彎承載力結構試驗驗證,并經工程應用檢驗,該設計關鍵技術能夠滿足正常使用和承載能力極限狀態的要求,為預應力疊合板樓蓋結構在高層建筑中的應用提供了可靠依據。

    2.預應力疊合樓蓋關鍵生產工藝技術和生產線的研究

    將預應力技術和高強材料等應用于構件的生產,引進德國預應力生產線,實現了混凝土構件成型、養護、切割、鉆孔等方面的技術升級,并通過技術改造及專項研發,適應國內設計和規范的要求,實現了部分進口設備的國產化;通過自主創新完成預應力帶肋疊合板生產線的設計、使用,實現帶肋疊合板的高效高質量生產;通過創新研發自持力模臺,實現雙T板的可移動、可變款、可組合式高效生產。

    3.預應力疊合樓蓋施工關鍵技術

    通過合理設計構件尺寸和配筋、合理制定吊裝和支座方案、科學設計臨時支撐,解決了鋼筋桁架混凝土疊合板、現澆樓板施工過程支模過多、工業化程度低、施工環境差的痛點,發展了三種預應力混凝土疊合樓蓋的施工工法,取得了免支模、免支撐或少支撐、施工效率高的效果。


    應用效果



    本項目成果已獲授權發明專利1項,實用新型專利10項、外觀專利4項、軟件著作權2項,制訂團體標準2項、企業產品標準1項、制訂施工工法5項,形成了具有自主知識產權的相關技術體系。項目成果經鐵科院(深圳)檢測工程有限公司等第三方檢測機構進行荷載能力及耐火性能檢測,符合國家相關結構設計及產品標準。

    該技術成果在長圳公共住房及其附屬工程、深圳市坪山實驗中學、竹坑學校、中建綠色產業園、坪山新能源汽車產業園等8項工程中得到應用,取得了良好的社會和經濟效益。該項目成果促進了大跨度裝配式預應力混凝土疊合板樓蓋在國內的發展,對該類疊合板樓蓋設計具有重要參考價值,應用前景廣闊。該項目成果總體上達到國際先進水平。

    預應力帶肋混凝土疊合板在深圳市長圳公共住房及其附屬工程中的應用

    預應力混凝土空心板在坪山新能源汽車產業園工程中的應用

    預應力混凝土雙T板在中國建筑綠色產業園綜合樓項目中的應用


    企業介紹



    中建科技集團有限公司(以下簡稱中建科技)是世界500強企業中國建筑集團有限公司(以下簡稱“中建集團”)開展科技創新與實踐的“技術平臺、投資平臺、產業平臺”,深度聚焦智能建造方式、綠色建筑產品、未來城市發展,致力于以智能建造推動生產方式變革,以科技創新孵化戰略新興業務,打造建筑科技產業集團,服務未來城市建設發展。公司組建于2015年4月,注冊資本20億元,由中國建筑股份有限公司100%持股并直接管理。

    中建科技始終秉承“科技引領、創新共贏”的經營理念,以“智力+資本”賦能合作發展、以“產品+服務”實現價值創造,通過充分發揮在智能建造、綠色建筑、未來城市等領域“規劃-研發-投資”優勢,以智力為牽引、以資本為紐帶,與客戶建立同盟伙伴關系,整合全要素產業鏈,聚焦政府、部隊、大型企業事業單位三大戰略客戶群體,為城市建設提供解決方案,推動未來城市迭代升級;通過著力塑強“工業化、數字化、一體化”生產方式融合的建造模式,以新材料、新工藝、新設備的持續創新能力,實現“設計+制造+施工+運營”全過程貫通,為客戶提供高品質建筑產品和高附加值的城市建設發展服務,實現價值共創共享共贏;通過全面做強規劃設計、投資建設、工程建設和運營服務等業務板塊、推進產業鏈、創新鏈和價值鏈高效鬲合發展。

    中建科技堅持產品化思維,形成了“技術、設計、制造、工法”于一體的“十項技術體系”,和“裝配式綠色+智慧+健康”的“十類產品系列”,并成功在一系列PC工程總承包標桿示范項目中取得了有效應用,先后打造了山東建筑大學教學實驗樓、深圳坪山三所學校、南京一中新校區、深圳坪山綜合服務中心、深圳長圳公共住房、深圳生物醫藥產業加速器、長春臺北陽光新區、綿陽科技城裝配式綜合管廊、徐州淮??萍汲?、海南白沙縣生態移民搬遷、深圳建筑工程質檢中心綠色改造、堿市智慧環衛設施、模塊化消防站等40余項建筑工業化示范項目,引領了行業生產方式變革。中建科技已成為我國裝配式建筑領域的“國家高新技術企業”和首批“全國裝配式建筑產業基地”,成功當選中國建筑學會產業現代會委員會理事長單位、國家裝配式創新產業技術聯盟副理事長單位,被住房和城鄉建設部列為裝配式建筑的龍頭企業。

    中建科技(深汕特別合作區)有限公司是全球最大的投資建設集團——中國建筑集團的全資三級子公司,由中建科技按照中國建筑的統一戰略部署實施管理,是中國建筑實施“藍海戰略”的重要成員之一。

    公司位于廣東省深圳市深汕特別合作區鵝埠鎮中國建筑綠色產業園內,占地面積約200畝,總投資超過3億元,引進了國內外最先進的各類預制混凝土構件生產線,可生產預應力帶肋混凝土疊合板、四面不出筋開槽疊合板、預應力混凝土空心板、 預應力混凝土雙T板、雙面疊合墻等特色構件,及墻板、樓板、樓梯、陽臺等常規構件。生產線設計產能可達22萬立方米/年,能夠滿足200萬平方米/年的裝配式建筑需求,是國內產品類型齊全,生產工藝先進的綜合性PC工廠。

    依托控股股東中建科技集團有限公司的綜合實力,公司聚焦裝配式建筑預制混凝土構件的創新研發與智能制造,通過構件供應、創新研發、信息化建設、標準輸出、人才培養,為中國建筑在珠三角區域發展綠色智慧裝配式建筑提供有力支撐。


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